[发明专利]一种区块链共识机制

说明书

本发明提供一种区块链共识机制，是基于工作量证明的共识机制，在一个新的区块产生前，检测每个矿工的挖矿时间以及出矿奖励，计算此两者的比值，根据比值的大小进行排列，以此调整每个矿工的挖矿难度，使得挖矿难度整体有所降低，且算力较低的用户也可以有更高的概率挖矿。采用本发明方法解决了基于工作量证明的共识机制存在的对算力过于依赖的问题，激励普通用户也能积极参与挖矿。

技术领域

本发明属于区块链技术领域，具体涉及一种区块链共识机制。

背景技术

现有的PoW共识机制，也就是大家熟悉的挖矿，设定哈希函数的特定输出值作为难度，矿工根据不断的尝试随机数Nonce进行哈希计算，来获得难度范围内的值，一旦计算出符合要求的数就进行全网广播，获得记账的权利。这样的计算方法非常依赖矿工的算力，算力越高，出块概率越大。在比特币等加密货币发行初期，挖矿对算力的要求不高，所有的用户都可以参与挖矿的活动，但是随着加密货币的发展，比特币等加密货币市值大幅增加，吸引了大量拥有巨大算力的矿工参与挖矿，由原来的CPU挖矿发展到GPU挖矿，再到使用ASIC芯片进行挖矿，由于挖矿设备呈现专业化趋势，使得大量普通用户能挖到矿的概率几乎为0，使得投资入场的拥有巨大算力的用户占据了挖矿市场，严重打击了普通用户的挖矿积极性，使得整个挖矿市场被少数算力强大的用户所垄断，违背了设计者提出的去中心化的设计理念。

为了使基于工作量证明(PoW)的共识机制，减少对算力的依赖性，增加普通用户的出块概率，鼓励更多的用户也参与到挖矿当中来，且减少算力攻击给区块链带来的安全隐患，共识机制成为区块链的主要研究方向之一。因此，需提出一种基于工作量证明的改进共识机制，以减少PoW对算力的过分依赖，增加普通用户的参与度，保证区块链安全的运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种区块链共识机制，以减少挖矿对算力的依赖性，增加普通用户的挖矿积极性是亟需解决的问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种区块链共识机制，是基于工作量证明的共识机制，包括如下步骤：

S1、确定每个旷工的挖矿总时长；

S2、确定当前节点获得过的出块奖励；

S3、计算挖矿总时长与出块奖励的比值α；

S4、根据比值α的大小进行排列，调整每个矿工的出块难度D。

具体如下，每个矿工从挖矿开始记录下挖矿的时间，并且获取当前矿工获得过的出块奖励总额，计算出二者的比值，记为α，作为下一个挖矿难度调整的依据，最终使得挖矿时间长且获得出块奖励少的矿工有更高的几率获得下一个记账权。

其中，步骤S4中，挖矿难度的调整方法如下：

D＝T1/(T+α) 式(1)，

其中，D表示出块难度，T1和T均是一个256位的大数字，优选，T1是一个非常大的常数2^256-32-1；

由式(1)可知：T+α越大，出块难度越小。

其中，步骤S3中，挖矿总时长与出块奖励的比值α的计算方法如下：

α＝miningTime/awardCoins 式(2)，

其中，miningTime表示该节点的挖矿总时长，awardCoins表示该节点过去获得的出块奖励金。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

1、本发明解决了现有的PoW算法过分依赖算力的问题。

2、本发明解决了现有的PoW算法普通用户因算力较低而出块概率几乎为0的问题，大大的增加了普通用户的参与度，进一步达成去中心化的效果。